1、中华人民共和国国家标准膜渗透压法测定聚苯乙烯标准样品的数均分子量Determ1natlon of number aYerage molecular. welght of polystyrene standanls by membrane osmometry UDC 871.748 Z2-1 (088 .8) GB 8518一本标准规定了用膜渗透压怯简称MO)测定聚苯乙烯标准样品数均分子量的绝对方法。适用的分子量范围为1.5X 104 - 1 X 106g.!nol-l。i 原理膜渗透压法是利用稀溶液的依数性质测定溶质的分子量。当溶剂袖和溶液池用半透膜隔开，分别注人溶剂和溶液，由于纯溶剂的化学位
2、高于溶液中溶剂的化学位，溶剂池中的溶剂分子则透过膜进入溶液池使其液面升高，产生额外的静压强，溶液池中溶剂的化学位因压强增加而开高，当与纯溶剂中的化学位数值相同时，即达渗透平衡。此时半透膜两侧的压强差称为溶液的渗透压R。高分子溶液偏离理想溶液的规律，渗透压通常用维利(Virial)展开式表示。当溶液浓度比较稀时，表示成EFRT古+A2,C ) . . . ( 1 ) 式中:Mn-数均分子量，g.mol-1J R-气体常数，8.48 X 104 gf. cm. K-l . mol-1J T一一绝对温度，K J C一一溶液浓度，g. cm -3 J z一一渗透压，gf. cm -2 J A2一一第二
3、维利系数。用作图法或最小二乘法处理数据，求得数均分子量Mno2 方法一2. 1 试剂分析纯甲苯，经脱气处理。校准用的和制备样品的溶剂应取自同一容器。2.2 仪器2.2.1 玻璃仪器磨口瓶:10mb 移液管:1 ml或2ml。2.2.2 自动膜渗透仪*本标准推荐果用KNAUER型膜捧遭仪或其他厂生产的具有同样性能的仪器.国家标准局1986-07-24发布标准搜搜网WWfAT.bzsoso. corn各类标准行业资料免费下载1187-07-01实施GB 859&-86 自动膜渗透仪通常包括一个被半透膜分成两部分的不锈钢恒温池，一个将压差转换成电讯号的灵敏的压力传感器，自动记录仪，及为减少膜变形的影
4、响而附加在膜上的支撑网。仪器的灵敏度，即可检出的最小液柱高，不大于O.OZcm。2.2.8半透膜本标准用醋酸纤维素或再生纤维素膜。膜的孔径必须适用于所测分子量的范围，注意避免楠品低分子量组分的渗漏。膜装上前需经过适当的处理，最后过渡到实验所用溶剂中(详见仪器操作说明书。2.2.4 天平分析天平，准确到O.lmgo2.8 样晶制备试验前应先将样品放在温度为45土1，压力低于133.3Pa的真空烘箱中干燥至恒重，然后放人干燥器中待用。2.4 溶液制备分子量，g.mol-I 1.5 x 10. 5 x 10. 1 X 105 2.5 X 105 5 X 105 10 X 105 表1配制原溶液的参考
5、浓度参考浓度，g.cm-3 0.002. 0.005 0.002-0.005 0.005-0.010 0.005-0.010 0.008-0.015 0.015-0.030 参照表1用重量法配制样品原溶液。再将原溶液配制成五个不同浓度的稀释液(见附录A.1.1) 25测试步骤2.5.1 恒温使渗透池的温度达到恒定，恒温温度可选却-40C间的任意值，恒温精度不大于:t0.05C。2.5.2 装膜详见仪器操作说明书。2.5.8标定为了使测定时记录仪上的读数与溶液的渗透压对应，必须以甲苯为溶剂，按照仪器操作说明书进行标定，注意记下室温。测量中所得到的液柱高度换算成渗透压时，应取纯溶剂在标定时室温下的
6、密度值。2.5.4 调零测试前应反复用纯溶剂洗涤溶液池，直至记录仪达到稳定值，当五次测定值之间的液柱高度变化小于0.02cm时，调至零点，然后开始测定。每个样品测试后，必须用纯溶剂将溶液池反复冲洗干净，使记录仪回到零点，才能继续测试。2.5.5测试按浓度低到高的顺序依次测量试样五个不同浓度稀释液的渗透压。溶液浓度改变时，用待测溶液洗涤溶液池不少于五次每次用量约0.2ml)，直至所测渗透压稳定即液柱的变化小于0.02cm为止。每次测量侍平衡2min后读数，测试时注意保持溶液池的被面高度不变(详见仪器操作说明书)。标准搜搜网www.bzs口s口.com各类标准行业资料免费下载 方法二1. 1 试剂
7、同2.1。1.2 仪幡8.2.1 玻璃仪器容量瓶:5、10ml。1.2.2 非自动渗透计*GB 8198-1. 本标准用改良型Bruss型膜渗透计，如图1所示。本计采用动态法测量渗透压，当溶液池毛细管被面低于或高于其平衡点时，液面将向平衡点方向流动，到达平衡点时，其流速为零，由此测量毛细管液面在不同高度H处流经lmm定距所需的时间。4 5 改良型Bruss型膜渗透计结构图1一拉杆I2一录杯I3一溶剂瓶I4一注液毛细啻$5一不锈钢捧透池I6-参比毛细管固定夹t7-磐比毛细营I8一测量毛细啻计算改变胖乎，以H对手作图，外推到手为零，得截距Hp减去纯溶剂外推截距Ho，其差值H;与溶液密度的乘积即为渗
8、透压。当溶液、溶剂的密度相差较大时，应作密度改正见附录A.3)。*武汉大学化学系设计，中国科学院武汉物理研究所实验工厂生产。标准搜搜网各类标准行业资料免费下载GB 85.-86 3.2.3 恒温水槽可选择20-40C的任一温度，温度波动小于土0.01C。3.2.4测高仪精密度为0.05mm。8.2.5 秒表精密度为O.ls。8.2.6 半透膜使用再生纤维素膜(见附录A.2)。3.2.7 天平同2.2.4。3.8 溶液制备表2配制原溶液的参考浓度分子量，g.mol-1.5 x 10. 5 X 104 1 X 105 2.5X105 5 X 105 10 X 105 参考浓度，g.cm-a 0.0
9、10-0.020 0.010 - O. 020 0.025 - 0.035 0.025 - O. 035 0.040 - 0.050 0.045 - 0.055 参照表2，用容量法配制样品原溶液。再将原溶液配制成五个不同浓度的稀释液(见附录A.1.2)。3.4测试步骤3.4.1 恒温把渗透计放在避免阳光直接照射到的恒温水槽中，使温度达到恒定。在恒温水槽的温度达到测量温度半小时后再进行下述步骤。3.4.2 测量溶剂的动态平衡点3.4.2.1 注液用长针头注射器将渗透池内溶剂抽干，然后取约2ml溶剂，将渗透池洗涤一次并抽于净。注人溶剂时，须将注射器针头插入池底，再缓慢注液，防止池内产生气泡。每次进
10、，样及抽出样品均不打开溶剂瓶盖，避免测定时毛细管弯月面涨落所带来的误差。3.4.2.2 京封将不锈钢拉杆插入注液毛细管，让拉杆顶端与液面形成小圆气泡(此气泡在测量过程中不应变化)，用注射器将盛于一小锥形瓶内的京通过塑料管压到来杯内，将溶液毛细管密封。dH 3.4.2.3测量液面上升的流速dt通过拉杆调节，使涮量毛细管液面位于参比毛细管液面下部一定位置，记录液面高度及用秒表测定液面升高1mm所需的时间。再用拉杆调节测量毛细雷液面，使之升高5- 7 mm，同样记录液面高度和液面上升1mm所需要的时间。如此，使液面从下往上测量5-6个点，即可得到上升线。dH 3.4.2.4 测量液面下降的流速dt将
11、测量毛细管液面升至参比毛细管液面以上20- 30mm, 5 min后，记录毛细管液面高度，测量液面下降1mm所需时间，再将液面调高5呻10mm，同样测5-6个点，即可得到下降线。标准搜搜网各类标准行业资料免费下载GB 858 3.4.2.5排液用注射器吸出示，抽出拉杆，用长针头注射器吸出溶剂。3.4.3测量溶液的动态乎衡点按3.4.2.1-3.4.2.5的操作步骤，由稀至浓测定5个浓度溶液的动态乎衡点。每次用待测溶液将渗透池洗涤并抽干，注人溶液，测量上升及下降线。3.4.4 清洗实验完后，用溶剂将渗透池洗涤数次，并注人适量溶剂，使测量毛细营液面和参比毛细管液面高度接近。4数据处理4. 1 方法
12、-的数据处理根据测得的试样五个浓度稀释液的渗透压rr:，以比浓渗透压丘对浓度C作图，从所得直线的外推C 截距由式(2 )可计算出数均分子量Mno古RTM n = . . (2) -(芸l- c= 0 当比浓惨透压去对浓度C不具有简单的线性关系，所作曲线向上弯曲时p由式(3)计算出数均分子量Mn。M =. RT Z (去己。)24.2 方法二的数据处理参看附录B的格式记录有关数据和计算如下数据1dH 改变速率丁了b. 动态平衡点Hb 比浓渗透压王及主)1/2 I C- C d. 按式(2 )或式(3)计算MnoS 精密度本标准所规定的精密度与被测试样的数均分子量范围有关，见表3。表3精密度与被测
13、试样数均分子量关系表MoX lO-4, gmol-1 重复性1. 5 -15 0.osEM M -a m 15-20 0.10 20-50 0.12 (3) 再现1ftR 。-22m25MZ丛a O. 。-注14:标准精密度数据是九个实验室对分f量等级分别为104、105、5X lO5三种窄分布聚苯乙烯标准样品所做标准搜搜网www.bzs口s口.com各类标准行业资料免费下载Iltl-I I， GB (l1-M (，口产品试验I!一驯试验11性和l性的i)的规邮ii酬t试验报告自包括以下内容i1. 注明按照本自家标准!.试样我们号和其他自IJ说明lC.详细的试条件!删I椒、雕剧、附rJ.酬的酬
14、报、献精结果1颐和旧制*i榆树咱也测试8M，耐人员。标准搜搜网www.bzs口s口.com各类标准行业资料免费下载A.1 溶液的配制A .1.1 方法一GB 1116-86 附录A溶液配制、膜处理和密度改正(补充件)在一个约为10ml带有磨口塞的巳称重的容器中，准确称取重量为W1的样品，根据表1中所提供的分子量和应配制的相应浓度范围，用移液管加人适量甲苯。12h后在天平上准确称出溶液的重量W2，所配溶液用测定温度下的甲苯密度，按式(A1)换算成重量体积浓度C(g.cm -3)，此即为原溶液浓度zC=4坑!.-.(Al) 用移液管在五个10ml磨口瓶中分别按原溶液的1/5、2/5、3/5、4/5
15、和5/5的比伊配制成不同浓度的稀释液。A.1.Z 方法三按待测高聚物分子量的估计值，根据表2中所提供的分子量和应配制的相应的浓度范围，准确称取所需之样品量。然后置于10ml容量瓶中，加入适量甲苯，使之溶解。12h后，在室温下将溶液稀事至刻度，然后用移液管分别移取0.5、1.0、1.5、2.0和2.5ml溶液到五个5ml容量瓶中，用甲苯稀释至刻度，配制出五个不同浓度的稀蒋液。按式(A2)进行浓度改.E1C?= C1.2 l 式中:C 1一一室温下原溶液的浓度，g.cm-3, C2一一测定温度下原溶液的浓度，g cm-3, 1-一室温下甲苯的密度，g.cm斗，2一一测定温度下甲苯的密度，g.cm:
16、-3。A.Z 改良型Bruss型渗透计中半透膜的制备与选择A.2.1 半透膜的制备. (A2) 首先把再生纤维素膜放人20%的乙醇水溶液中浸泡二十天，然后用无水乙醇、无水乙醇和DMF*(比例为1:1和1:4)、DMF依次置换，每次Sh以上，最后再用新鲜DMF更换几次，膜间用滤纸片隔开，保存于DMF中。为了在甲苯中测定聚苯乙烯的Mn使膜从DMF中逐步置换到丙翻中，然后转到丙崩末日甲苯混合液(1:1)中，将膜装到渗透计上，再置换到甲苯中。装人渗透计之前，必须保持膜的湿润，剪去边缘多余部分。A.Z.Z 膜的选择在测定前，可用一系列分子量已知的窄分布标准样品进行膜的选择。如果选择的孔径太小，达到渗透平
17、衡较慢，如孔径太大，高聚物的低分子部分将渗人溶剂池中，使分子量偏高，具体步骤是E配事DMFJlP二甲基甲酷脏。标准搜搜网www.bzs口s口.com各类标准行业资料免费下载GB 118-86 制一已知分子量为M血，浓度为C的标样溶液，用长针头注射器注入渗透计溶液池，注液毛细管顶端用亲密封，在恒温条件下，记录在不同时间t及对应的测量毛细管液面高度H(测量的起始高度尽量接近按Mftl/l.C估算的静态平衡点，作出静态平衡曲线(H._t图)0观察到达平衡哇细管液面前值，如随时间下降，则表示溶质有渗漏，如lh不下降，则该膜适于测定分子量大于M的高聚物。A.I 密度改正使用自动渗透计时，不需要进行密度改
18、正。使用非自动渗透计时，由于实验测得的半透膜内外被面高差乘以溶液的密度，并不就是溶液的渗透压。因为在膜的位置，溶液与溶剂所受的压强差是溶液的液柱压强减去溶剂的液柱压强。如下图所示，参比毛细管的液面离膜的距离为Hm则s1r = (H +Hm)-Hm。. (A3) Ho -向0 E=Tf二+8，阳m川(一r).川.川.川.川.川.川. 川.川. .川.当参比毛细管的液面离膜的距离Hm或溶液密度和溶剂密度。之差与浓度比马生的数值大时，密度改正项是应予考虑的。用垂直膜的渗透计时，Hm应从膜的中心线算起。垂直膜渗透计的H和Hm标准搜搜网各类标准行业资料免费下载GB 85.一86附录B改良型Brass型渗
19、透计试验记录格式(补充件表B1实验记录H) H2 H H dH /dt x 10 C Ho 序号g cm-3 s em/s cm 2 3 dH 注I-;一一一改变速率，dt 度侃高J度始1高起-1面面H液液或管管mt才度细细-JH-h浓毛毛+一2凡被比量什孔-参测JJ-J。12-HHHHH 表B2比浓渗透压豆和主)1句数据C C 序C 旦 (专)1/2 号I n g.cm -3 cm g.cm -3 C 2 3 4 5 注IH:-Hj-屿，Hj-一动态乎衡点，cm, 一一溶剂的密度pR一一穆遁压，gf.cm-2。标准搜搜网www.bzsoso.COITI各类标准行业资料免费下载GB 8118-
20、81 附录C改良型Bruss型盼遭计操作注意事项(参考件)每d次测试都要在进样以后相同的时间间隔(如10什5min)以及大致相同的推动E头下开始测定，为了克服毛细管沟流引起的误差，应采取精月面有规律地从下往上推的方式。为了获得重复的结果和实验点好的线性关系，严格做到操作手续的-致是特别重要的。同U阳阴间AE 八忡川付品附山向中问川忖且平4仙吼叫AE 口m川4bh AA咐J忡仅儿忧也咂mw 削树榈细阳刚罔A单$0由国甜早hfu 山附胁时w捆健附兀ZMM1附附mA帆HRZ刚叫OHM从AH日u川-41WLJr也hu4口口协倒且平4l人ZMmM旧甜早用阳罔帆H却也，mwl土口商贾回响由国占剧中主揣四悔恨晦他临唱川mr服w协协副酬川-TAT中A丁TAT标准搜搜网www.bzs口s口.com各类标准行业资料免费下载
